Langit Malam
Nhing, BLOG--Pengamatan sekilas pada langit malam, terutama pada bulan mati, menyajikan
pemandangan yang luar biasa mengesankan tentang jagat raya. Dalam kesenyapan,
alam tampak ceria dengan kerumunan cahaya. Cahaya yang kita lihat dari ribuan
bintik terang, yang kita sebut bintang atau planet. Di antara bintang – bintang,
kita melihat kelegaman yang pekat. Langit malam adalah sebuah kontras yang yang
gamblang terhadap langit siang, yang apakah biru atau kelabu, memiliki kerataan
atau kelembutan warna yang tidak hilang sampai matahari terbenam.
Kalau kita melihat langit siang, maka yang sesungguhnya kita lihat adalah
cahaya Matahari yang tersebar oleh armosfer bumi. Pada malam hari, ketika tidak
ada cahaya matahari yang menyilaukan mata, pandangan kita dapat menerobos
atmosfer bumi, sehingga kita mampu melihat jagat raya dengan segala isinya.
Isinya ini yang sebenarnya juga mencakup Bumi dan Matahari kita selain planet
dan bintang – bintang hanya merupakan sebagian kecil ruang, sepersekian milliar
volume total jagat raya. Sisanya adalah ruang antar bintang (dan ruang antar
galaksi).
MATERI
ANTAR BINTANG
Ketika sedang
mengamati indahnya langit malam, pernahkah Anda bertanya-tanya tentang
kekosongan pada ruang antar bintang. Apakah sama sekali tidak ada apa-apa di
sana? Benarkah di alam semesta seluas ini, dengan jarak antar bintang yang
berkisar ribuan atau bahkan) jutaan tahun cahaya, hanya diisi ruang kosong?
Kalau Anda pernah menanyakan hal tersebut, tahukah Anda apa jawabannya?
Sebenarnya, ruang
antar bintang itu tidak kosong. Materi antar bintang (interstellar matter)
adalah sebutan untuk pengisi kekosongan itu. Lalu, seberapa penting keberadaan
materi antar bintang (MAB)? Sebenarnya penting sekali, karena sifat materi
penyusunnya mempengaruhi apa yang kita pelajari dalam astronomi. Dengan
mempelajari MAB, kita jadi tahu bagaimana MAB meredupkan, memerahkan, atau
bahkan menghalangi cahaya bintang. Selain itu juga MAB memberikan petunjuk
mengenai komposisi materi pembentukan bintang, karena bintang lahir dari MAB
ini.
Secara umum
terdapat dua jenis penyusun materi antar bintang, yang pertama adalah debu
antar bintang dan yang kedua adalah gas. Masing-masing jenis materi ini
memberikan pengaruh yang berbeda ketika diamati. Berikut ini akan saya bahas
masing-masing dalam dua poin besar.
A. Debu Antar Bintang
Materi ini jauh
lebih kecil kelimpahannya dibandingkan dengan gas antar bintang, namun
pengaruhnya terhadap berkas cahaya visual lebih besar. Hal ini disebabkan
ukuran partikelnya yang besar (dalam orde 1/1000 mm), bandingkan dengan panjang
gelombang cahaya tampak (1/20000 mm), sehingga materi ini cenderung untuk
menyerap dan menghamburkan berkas cahaya. Debu antar bintang ini tersusun dari
partikel-partikel es, karbon, atau silikat. Karakteristik debu ini menghasilkan
bermacam efek terhadap cahaya bintang, yang akan dijelaskan sebagai berikut.
1. Nebula Gelap
Ada daerah tertentu
di ruang antar bintang yang memiliki kepadatan debu yang sangat tinggi,
sehingga cukup untuk menjadi awan (nebula) yang kedap cahaya. Walaupun
kepadatan partikelnya masih jauh lebih rendah dari pada di Bumi, namun besarnya
awan ini mengakibatkan terhalangnya cahaya bintang.
2. Efek Redupan
Sekumpulan kecil
debu selain di nebula gelap dapat juga memberikan efek meredupnya cahaya
bintang sekitar 1 magnitudo setiap 1 kiloparsek yang ditempuh cahaya tersebut.
Hal ini memunculkan permasalahan ketika akan ditentukan jarak sebuah bintang.
Karena dalam menentukan jarak, diperlukan perbandingan antara magnitudo semu
dan mutlak. Harga magnitudo semu yang didapat akan mengalami kesalahan akibat
dari efek redupan tersebut, sehingga menyebabkan kesalahan pada nilai jarak
bintang. Untuk mengatasinya, perlu diketahui terlebih dahulu seberapa besar
efek redupan yang dialami cahaya bintang tersebut.
3. Efek Pemerahan
Penghamburan berkas
cahaya tidak sama di semua panjang gelombang. Karena ukuran partikel debu yang
kecil, maka hanya gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang
yang pendek yang lebih terkena efek penghamburan ini. Artinya, hanya cahaya
ungu dan biru yang paling terkena efeknya. Sementara merah dan jingga tidak
mengalami halangan yang berarti ketika melintasi debu antar bintang. Akibat
dari kekurangan cahaya ungu dan biru ini, cahaya yang sampai di Bumi akan
tampak merah. Hal inilah yang disebut sebagai efek pemerahan.
4. Nebula Pantulan
Hamburan oleh debu
antar bintang, terutama cahaya biru, terkadang menerangi daerah di sekitarnya.
Akibatnya, awan debu antar bintang ini akan tampak biru karena cahaya bintang
di belakangnya melintasi awan debu ini. Contoh dari nebula pantulan ini adalah
gugus bintang Pleiades di Taurus serta Trifid
Nebulae di Sagittarius.
B. Gas Antar
Bintang
Materi utama
penyusun gas antar bintang ini adalah Hidrogen dengan sedikit Helium. Kepadatan
gas dalam suatu ruang antar bintang biasanya mencapai 1 atom/cm3 ,
sementara di beberapa tempat, kepadatan partikel gas antar bintang dapat
mencapai 105 atom/cm3 . Namun kerapatan ini masih jauh
lebih rendah daripada kepadatan gas di Bumi, 1019 atom/cm3.
Nebula gas ini dibagi dua, daerah H I dan H II.
1.
Daerah H II,
Nebula Emisi
Jika bintang muda
dan panas (golongan B dan O) terletak dekat dengan nebula gas, maka pancaran
ultraviolet dari bintang tersebut akan mengionisasi gas hidrogen yang
terkandung di dalam nebula itu. Ketika inti atom hidrogen menangkap elektron
yang lain, pada saat yang bersamaan dipancarkan pula radiasi elektromagnetik,
dalam panjang gelombang cahaya tampak. Akibatnya, cahaya uv dari bintang diubah
menjadi cahaya tampak oleh nebula gas ini. Jika dilihat spektrumnya, nebula ini
memberikan garis emisi. Contoh nebula jenis ini adalah Nebula Orion di daerah
pedang Orion, Nebula Lagoon dan Nebula Trifid di
Sagittarius.
Ada dua macam lagi
nebula emisi yang berbeda dengan yang disebut di atas. Kedua macam nebula ini
dibentuk dalam evolusi bintang. Yang pertama adalah planetary nebula,
yaitu ketika sebuah bintang berada dalam evolusi tahap akhirnya, melontarkan
selubung gas yang didorong dari bintang akibat tekanan dalamnya. Selama proses
ini, gelombang uv dari bintang meradiasi selubung tersebut, sehingga terjadi
peristiwa yang sama seperti penjelasan sebelumnya. Akibatnya terlihat sebuah
bintang di tengah-tengah awan gas. Contoh planetary nebula jenis ini adalah Nebula Cincin di Lyra.
Yang kedua adalah
sisa ledakan supernova. Gas yang tersisa setelah ledakan bintang (supernova)
menerima pancaran energi dari pusat nebula. Contohnya, Cygnus Loop.
2. Daerah H I, Awan Hidrogen Netral
Di daerah awan gas
ini, tidak ada sumber gelombang uv yang dapat mengionisasi hidrogennya. Awan
ini gelap, dingin dan transparan. Pengamatan objek ini bergantung pada sifat
yang dimiliki oleh inti atom hidrogennya.
Diketahui bahwa
pada elektron dan inti pada sebuah atom memiliki momentum spin. Keduanya dapat
memiliki spin yang searah atau berlawanan. Dalam keadaan spin searah, atom
memiliki tingkat energi yang lebih tinggi daripada spin berlawanan. Jika sebuah
atom berada dalam keadaan spin searah, maka setelah 106 tahun atom
tersebut akan berubah ke tingkat energi yang lebih rendah ( spin berlawanan ).
Proses ini, disebut ’’electron spin flop’’, akan
menghasilkan pancaran energi kuantum dengan panjang gelombang setara dengan
gelombang radio, 21 cm. Maka, pengamatan yang telah dilakukan pun lebih banyak
dilakukan oleh astronom radio.
C. Molekul antar bintang
Pengamatan radio telah menghasilkan penemuan sejumlah senyawa
dalam sebuah awan gas. Hal ini dapat diketahui dari sifat energi
elektromagnetik yang dipancarkan maupun diserap oleh awan gas tersebut.
Diantara yang diketahui adalah molekul-molekul organik, molekul yang menjadi
dasar kehidupan.. Beberapa diantarnya adalah hidroksil radikal, amonia, air,
metil alkohol, metil sianida, formaldehid, hidrogen sianida, dan karbon
monoksida. Kelimpahan molekul-molekul ini jauh lebih kecil dari hydrogen.
PENEMUAN MATERI ANTAR BINTANG
Jauh sebelum penemuan dan perkembangan teleskop, dengan melihat beberapa
bagian langit orang sudah menduga bahwa ruang antar bintang tidak sama sekali
kosong. Dengan makin kuatnya teleskop dalam abad ke-18, astronom William
Herschell menemukan banyak sumber cahaya yang difuse, yang ia sebut nebula.
Nebula berasal dari bahasa latin yang berarti awan.
Dalam tahun 1912 Vesto Slipher menemukan jenis nebula lain disebut nabula
pemantul yang tampaknya terdiri dari partikel debu yang tersinari sebuah
bintang di dekatnya. Kemudian Max Wolf dan Edward Barner dalam tahun 1920an
menemukan bahwa daerah langit tuna bintang yang menyimpang dari yan normal di
sebut nebula gelap - sebenarnya adalah
awan partikel debu yang menghalangi cahaya bintang – bintang latar belakang.
MATERI ANTAR BINTANG:
MANFAAT DAN GANJALAN
Disatu sisi materi antar bintang bagi para astronom adalah ganjalan. Karena
ia melemahkan cahaya bintang, mengubah warna, menutup beberapa bagian galaksi,
dan membatasi kedalaman pengamatan kita terhadap jagat raya. Selain itu juga
menghalangi sama sekali beberapa macam radiasi. Dan di sisi lain materi antar
bintang adalah salah satu kunci utama dari ilmu astronomi. Ia diketahui
merupakan bahan dasar terbentuknya bintang baru dan sekaligus juga tempat memudarnya
bintang.
Materi antar bintang telah memungkinkan para astronom melacak rotasi
bimasakti melalui pengamtan gas hindrogen, atom sederhana yang merupakan unsur
pokoknya yang utama, kemudian kita bisa menentukan massa galaksi yang jauh
dengan mengamati gerak atom hidrogen. Sementara itu bintang – bintang yang
paling mudah dalam galaksi ditemui dengan cara mengamati radiasi dari partikel
debu yang menyelubungi bintang.
PENUTUP
Seperti juga terhadap ilmu astronomi sendiri kadang orang bertanya mengapa
kita harus peduli dengan materi antar bintang? Anekan awan gas dan debu yang
bertebaran diantara bintang – bintang dalam galaksi terlalu jauh utuk
mempengaruhi kehidupan kita. Benda – benda itu tidak memberi manfaat atau
ancaman kepada siapa pun dimuka bumi. Bahkan sebagian besar tidak dapat dilihat
dengan teleskop yang paling kuat sekalipun. Akan tetapi 5 milliar tahun yang
lalu sebuah awan antar bintang tumbuh dan berkembang cukup padat sehingga ia
tertarik oleh pengaruh gravitasinya sendiri menuju ke pusat kondensasi. Gas
jatuh ke pusat awan, menjadi poros dan
mulai bersinar dengan kecerlangan sebuah bintang yabg sekarang kita sebut
sebagai matahari. Gas yang mengitari bintang itu terkumpul membentu k benda –
benda yang lebih dingin yang terbuat dari batuan, logam,dan es. Satu dari benda
kecil adalah planet bumi. Tiap atom yang sekarang membentuk bumi, samudra,
atmosfer dan penghuninya berasal dari antar bintang. Jadi, tiap atom dalam
tubuh kita sebenarnya dulunya adalah bagian dari suatu molekul sederhana atom
partikel debu mikroskopik yang melayang dengan bebas dalam keleluasaan ruang
galaksi bima sakti. Semua yang kita lihat sekarang awalnya adalah materi antar
bintang.
Barangkali yang paling misterius adalah kemungkinan bahwa jagat raya diisi
oleh materi yang tidak dapat dideteksi oleh teleskop apapun yang ada di dunia
sekarang ini. Akhir – akhir ada dugaan yang makit kuat dikalangan astronom
bahwa ruang antar bintang mengandung materi gelap dalam jumlah yang besar
menghasilkan gaya gravitasi. Tetapi materi tidak memancarkan cahaya ataupun
bentuk radiasi yang lain. Materi gelap membolehkan lintasan bintang, mengikat
bersama gugus galaksi, dan mungkin, menyebabkan pada akhirnya jagat raya runtuh
pada dirinya sendiri. Memahami materi antar bintang yang dapat dideteksi oleh
teleskop adalah langkah yang perlu menuju pemecahan misteri ini.
0 comments:
Posting Komentar